DE2710374A1

DE2710374A1 - Verfahren fuer die herstellung von xylit

Info

Publication number: DE2710374A1
Application number: DE19772710374
Authority: DE
Inventors: Heikki O Heikkilae; Asko J Melaja; Jouko J Virtanen
Original assignee: Suomen Sokeri Oy
Current assignee: Suomen Sokeri Oy
Priority date: 1976-03-15
Filing date: 1977-03-10
Publication date: 1977-09-22
Also published as: JPS6115054B2; FR2344514B1; FR2344514A1; IE45122B1; GB1532101A; PL196632A1; ZA77900B; IT1113271B; SE435617B; CH630327A5; NO770904L; NL183997C; US4066711A; FI69296B; CS164777A2; DE2710374C2; AU511158B2; NL7702726A; SE7702597L; PL111348B1

Description

Suomen Sokeri Osakeyhtiö, Mannerheimintie 15, 00250 Helsinki 25, Finnland

Verfahren für die Herstellung von Xylit

Xylit kann aus xylosehaltigen Rohstoffen dadurch hergestellt wenden, dass diese zur Erzeugung von Xylit hydriert werden und der Xylit danach durch Kristallisierung getrennt wird. Als Rohstoffe wenden gewöhnlich Hemizellulosenhydrolysate verwendet. Die Herstellung von Xylit ist früher zum Beispiel in den Britischen Patentschriften 1 209 960, 1 236 910 und 1 273 498 beschrieben worden, in denen allen je ein Verfahren für die Hydrolysierung des Hemizellulosenrohstoffes und für die Reinigung des Hydrolysate beschrieben wird. Auch in der südafrikanischen Patentschrift 73/7731 wird ein Verfahren für die Kristallisierung von Xylit aus einer wasserhaltigen Reaktionslösung beschrieben, bei welchem Verfahren der in der Lösung enthaltene Xylit aus Xylose durch Reduktion erhalten worden ist. Aussondern kann der Artikel von Lejkin et al., Proizvostro Ksilita

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- fr.

(Herstellung von Xylit), Moskau, 1962, genannt werden, der eine Übersicht der damals bekannten Prozesse enthält. Der bekannte Stand der Technik wird auch von den in den US-Patentschriften 3 212 932 und 3 558 725 beschriebenen Verfahren vertreten.

Bisher kennt man, dass reiner Xylit aus Polyollösungen hergestellt werden kann, die als Verunreinigungen viele andere Polyole enthalten. Ein derartiges Verfahren wird in der finnischen Patentanmeldung Nr. 1281/74, eingereicht den 25.04.1974, beschrieben. In dieser Anmeldung wird an der Polyollösung eine chromatographische Fraktionierung ausgeführt, und zwar mittels einer mit einem geeigneten Ionenaustauschharz gefüllten Säule. Aus der mittels der Chromatographisehen Fraktionierung erhaltenen gereinigten xylithaltigen Fraktion wird dann der reine Xylit kristallisiert.

Dieses in der finnischen Patentanmeldung Nr. 1281/74 beschriebene Verfahren weist gewisse Nachteile auf. Damit Xylit von pharmazeutischem Reinheitsgrad durch Kristallisierung aus einer Wasserlösung hergestellt wenden könnte, muss der Xylitgehalt in der Kristallmasse wenigstens 85 % von der Trockensubstanz betragen.

Weil Galaktit als eine nachteilige Verunreinigung im Xylit angesehen wird, muss er beinahe_ ollständig entfernt wenden, damit das erhaltene Erzeugnis pharmazeutisch gutheissbarer kristallinischer Xylit sein wunde. Laut den Qualitätsforderungen muss ein Xylit von pharmazeutischer Qualität weniger als 0,2 % Galaktit enthalten. Damit ein so hoher Reinheitsgrad bei kristallinischem Xylit erreicht wenden könnte, darf die Lösung, aus welcher der Xylit kristallisiert wird, höchstens 1,5 % Galaktit von der Trockensubstanz enthalten. Wenn die Rohlösung grosse Mengen von Galaktit enthält, erhält man Xylit mit niedriger Ausbeute. Damit mit der bekannten chromatographischen Fraktionierung gemäss dem Stand der Technik ausreichend Galaktit aus der Polyollösung entfernt wenden könnte, müssen die Lösungen stark verdünnt wenden, was die Leistung des betreffenden Systems bedeutend vermindert.

Jetzt ist es entdeckt worden, dass die Ausbeute des gewonnenen Xylits von pharmazeutischem Reinheitsgrad aus Lösungen von Polyolmischungen beträchtlich erhöht wenden kann, indem ein Verfahren verwendet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass

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a) der grösste Teil des Xylits aus der Polyollösung mittels Rohkristallisierung und darauffolgender umkristallisierung entfernt wird, wobei die Mutterlösung der Rohkristallisierung und die damit kombinierten Waschflüssigkeiten gewonnen werden,

b) der Galaktit von der Oberfläche der Xylitkristalle gewonnen und aus den kombinierten Mutterlösung und WaschfJussigkeiten als Mikrokristalle getrennt wird, und

c) die kombinierten Mutterlösung und Waschflüssigkeiten zur Gewinnung des Xylits chromatographisch fraktioniert wenden, indem sie durch eine Ionenaustauschharzchromatographiesäule geleitet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden für die Gewinnung des Xylits zwei parallele Säulen verwendet, von denen die eine Ionenaustauschharz in der Erdalkaliform enthält und die andere Ionenaustauschharz in der Al - oder Fe -Form enthält. Ausserdem können die Mutterlösung der Umkristallisierung und die damit eventuell kombinierten Waschflüssigkeiten zum System wiederzugeführt wenden, indem sie zur Einsatzlösung der Polyolmischung gerade vor der Rohkristallisierungsstufe zugeführt werden.

Rohstoffe, aus welchen man durch Hydrolysierung eine für Verwendung beim Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung geeignete Polyolmischung erhält, sind z.B. Lignozellulosenmaterialien, wie z.B. verschiedene Holzarten, z.B. Birke und Buche. Für Rohstoffe eignen sich auch Haferschalen, Maiskolben und -Stanze1, Kokosnusschalen, Mandelschalen, Stroh, Bagasse und Baumwollensamenschalen. Wenn Holz verwendet wird, wird es vorteilhaft zu Hackgut, Spänen, Sägemehl o.dgl. zersplittert. Ausserdem können als Rohstoffe solche Vorhydrolysate der chemischen Holzindustrie verwendet werden, die reichlich Xyhn enthalten. Diese sind Nebenprodukte, die den Hauptteil der Hemizellulose im Holz enthalten. Die Vorhydrolysate wenden mit einer verdünnten Mineralsäure zur Befreiung der Xylose hydrolysiert, und die Salze und die Säuren können darauf mittels der Entionisierungs- bzw. der Ionenaustauschtechnik entfernt werden.

Geeignete Verfahren für das Erhalten von Polyolmischungen aus diesen Materialien wenden z.B. in den US-Patentschriften 2 734 136,

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2 759 856, 2 ΘΟ1 939, 2 974 067 und 3 212 932 beschrieben. Der wichtigste zu berücksichtigende Umstand bei der Wahl eines geeigneten Hydrolyseverfahrens ist, dass die Pentosenausbeute möglichst gut ist und dass die erhaltene reichlich Pentose enthaltende Lösung mit Stoffen neutralisiert wird, die keine mehr bedeutende Zersetzung der Zucker veranlassen, z.B. Natriumhydroxyd. Wenn das pentosehaltige Material mit einem anderen Verfahren als Säurehydroilyseverfahren erhalten wird, kann die unten beschriebene Entsalzung mit dem Deionisierungsverfahren unnötig sein.

In der folgenden Herstellungsstufe, die vorher bekannt ist, wird die Reinigung des Hydrolysats in zwei Hauptstufen ausgeführt: in der einen Hauptstufe wird mit dem Deionisierungsverfahren das Salz, Natriumsulfat, und der Hauptteil der organischen Verunreinigungen und der farbigen Stoffen entfernt, und in der zweiten Stufe wird die endgültige Entfärbung ausgeführt. Geeignete Entionisierungsverfahren, mit welchen das Salz aus der Lösung entfernt wenden kann, sind in den US-Patentschriften 2 890 972 und 2 937 959 beschrieben. Gleichartige Verfahren werden in der Zuckerindustrie für die Reinigung von Melasse verwendet.

Die entgültige Entfärbung der zweiten Stufe wird dadurch vorgenorrmen, dass die unreinen Lösungen in einem Ionenaustauschsystem behandelt werden, das einen starken Kationenaustauscher und danach einen schwawi Anionenaustauscher aufweist, und dass die Lösungen hiernach durch eine Adsorbens- bzw. Aktivkohlenschicht gebracht werden. Auch diese Verfahren sind in der Zuckerindustrie bekannt. Ein derartiger Prozess ist z.B. in der US-Patentschrift 3 558 725 beschrieben. Von anderen Veröffentlichungen, die dieses Thema behandeln, können genannt werden J. Stamberg und V. Valter: Entfärbungsharze, Akademie Verlag Berlin 1970; P. Smit: Ionenaustauscher und Adsorber bei Herstellung und Reinigung von Zuckern, Pektinen und verwandten Stoffen, Akademie Verlag Berlin 1969; 3. Hassler: Activated carbon, Leonard Hill London 1967.

Die Reinigungsstufe kann noch bei Bedarf dadurch verbessert werden, dass damit die Entfernung von organischen Verunreinigungen mittels eines synthetischen makroretikularen Adsorbens, wie Amberlite XAD 2, verbunden wird. Das makroretikulare Adsorbens kann bei der

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Reinigung unmittelbar nach der Entionisierungsstufe aber vor dem Kationenaustauscher verwendet werden. Andererseits kann das Adsorbens auch die letzte Stufe der Reinigung sein.

Hiernach wird die gereinigte Pentoselösung hydriert, wcnach die Behandlung in derselben Weise ausgeführt wird wie bei Hydrierung von Glukose zu Sorbit. Ein derartiges geeignetes Verfahren wird im Artikel von W. Schnyder, "The Hydrogenation of Glucose to Sorbitol with Raney Nickel Catalyst", Dissertation, Polytechnical Institute of Brooklyn, 1962, beschrieben.

Mit den oben beschriebenen bekannten Verfahren erhält man gereinigte und hydrierte Hemizellulosenhydrolysatlösungen, die Polyolmischungen von hohem Xylitgehalt enthalten. Diese sind die bevorzugten Rohstoffen für verwendung beim Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung.

Vorteilhafte Ionenaustauschharze für Verwendung bei der vorliegenden Erfindung sind sulphonierte Kationen-Ionenaustauschharze, die mit Divinylbenzol vernetzt sind. Mit den Erdalkalimetallsalzen dieser Harze, wie mit Harzen in Kalzium-, Barium- und Strontium-Form, werden gute Ergebnisse erhalten, wobei mit Strontium die beste Trennung der Polyols erhalten wird. Bei der Trennung von gewissen Polyolen erhält man eine wesentliche Verbesserung durch Verwendung von trivalenten Formen, wie Formen von Al und Fe⁺ . Es ist zum Beispiel entdeckt worden» dass auch die Verwendung von Al ⁺⁺- und Fe -Formen von Harzen allein im Vergleich zur Verwendung von Erdalkaliformen Vorteile aufweist. Die Polyole werden aus den Al - und Fe -Formen des Harzes in unterschiedlicher Reihenfolge eluiert. Dies ist wichtig, weil die Trennung der grössten Verunreinigung, Sorbit, dadurch verbessert werden kann. Andererseits ist es bei der Gewinnung des Xylits möglich, die aus der Zirkulierung herrührende Anhäufung des Sorbits zu vermeiden, indem die Fraktionierung Anfangs mit einem Harz entweder in der Al - oder in der Fe -Form ausgeführt wird oder indem ein doppelter Fraktionierungsprozess verwendet wird, wobei die erste Fraktionierung mit einem Harz in der Erdalkalimetallfonr und die zweite Fraktionierung mit einem Harz in der Al - oder Fe -Form ausgeführt wird. Am vorteilhaftesten ist gewöhnlich ein Verfahren, in welchem die Lösung in zwei parallele Teile

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geteilt wird, deren Fraktionierung in zwei parallelen Säulen ausgeführt

wird, von deren die eine ein Harz der Al -Form und die andere ein Harz der Sr -Form aufweist.

Die Rohkristallisierungsstufe von Xylit im Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung wird daduirch ausgeführt, dass die Polyollösung konzentriert wird, bis ihr Wassergehalt 87 bis 94, vorteilhaft 90 bis 92 Gewichtsprozent beträgt. Dann wird die Temperatur der Lösung auf eine Temperatur unterhalb der Sättigungstemperatur von Xylit, z.B. auf 55 bis 75 C eingestellt, und in die Lösung wenden Xylitkristalle geimpft, worauf die Lösung gemäss einem empirischen Programm auf eine Temperatur von 25 bis 40 C gekühlt wird. Die Grosse der Impfkristalle beträgt vorteilhaft 2 bis 20 p, und ihre Zusatzmenge beträgt,0,02 bis 0,1 %. Mit diesem Verfahren wenden von der Lösung vorteilhaft rund 70 % vom Xylit als Rohxylitkristalle entfernt. Gute Ergebnisse werden aber noch erhalten, wenn vom Xylit in der Rohkristallisierungsstufe 60 bis 75 % entfernt wird.

Ein Waschen der Kristalle in einer Korbzentrifuge ist nicht notwendig aber wird häufig ausgeführt, um eine bessere Reinigungsleistung zu erhalten. Die mittels Rohkristallisierung erhaltenen Kristalle können dann in einer Korbzentrifuge mit einer kleinen Wassermenge gewaschen wenden, welche vorteilhaft rund 2 Gewichtsprozent vom Gewicht der Kristalle beträgt, damit an Xylitkristalle haftende Gälaktitmikrokristalle zum grossen Teil entfernt wenden könnten. Galaktitmikrokristalle werden während des Kristallisierungsprozesses gebildet. Die Waschlösung wind mit der Mutterlösung kombiniert und für zusätzliche Behandlung beiseitegelegt. Die unreinen Xylitkristalle wenden erneut in Wasser gelöst, und vor der Wasserlösung wenden in einer Umkristallisierung Xylitkristalle erhalten, die weniger als 0,2 % Galaktit und mehr als 99,5 % Xylit enthalten.

Die Umkristallisierung kann entweder dadurch ausgeführt wenden, dass gesättigte Lösung verdampft wind, oder dass gesättigte Lösung zur Erzeugung von Uebersättigung gekühlt wind.

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Wenn die Umkristallisierung durch Verdampfung vorgenommen wird, kann dies in einem Vakuumkristallisator von dem Typus ausgeführt werden, der in der Saccarosenindustrie verwendet wird. Eine Xylitlösung, die 92 bis 100 % von Xylit aus der Trockensubstanz enthält, wird auf 60 bis 65 C in Vakuum geheizt und wird bis zu einem Trockensubstanzgehalt von 87 bis 91 % verdampft. In die Lösung werden Kristalle geimpft, die man dadurch zum Wachsen bringt, dass eine Uebersättigung beibehalten wird. Mit diesem Verfahren können rund 65 % vom in der Lösung befintlichen Xylit als reine Xylitkristalle erhalten wenden. Sie wenden aus der Mutterlösung durch Zentrifugieren getrennt.

Ein ebenso vorteilhaftes Verfahren für die Ausführung der Umkristallisierung ist das folgende: Eine Xylitlösung, die 92 bis 100 % Xylit aus der Trockensubstanz enthält, wird auf einen Trockensubstanzgehalt von 85 bis 91 % (vorzugsweise 88 %) verdampft und auf 55 bis 65°C (vorzugsweise 60 C) geheizt. In die Lösung wenden Kristalle geimpft, und die Lösung wird gekühlt, wie oben im Zusammenhang mit der Rohkristallisierung beschrieben worden ist. Die Schlusstemperatur beträgt 25 bis 40 C. Mit diesem Verfahren gewinnt man vom Xylit als reine Xylitkristalle 60 bis 65 %. Die Kristalle werden aus der Mutterlösung durch Zentrifugieren getrennt. Die durch Zentrifugieren erhaltene Mutterlösung und die Waschflüssigkeiten können mit den aus der Rohkristallisierung erhaltenen Mutterlösung und Waschflüssigkeiten kombiniert wenden. Die aus der Umkristallisierung erhaltene Mutterlösung und eventuelle Waschflüssigkeiten können auch zum System wiederzugeführt werden, indem sie der Einsatzlösung der Polyolmischung gerade vor der Rohkristallisierungsstufe zugesetzt wenden.

Die aus der Rohkristallisierung erhaltenen Mutterlösung und Waschflüssigkeiten wenden behandelt, damit der grösste Teil des darin enthaltenen Xylits gewonnen wenden könnte. Bei der Reinigungsoperation, die an der Lösung ausgeführt wird, wind zunächst der Hauptteil des Galaktits als Mikrokristalle entfernt, worauf die Lösung fraktioniert wird, indem sie durch eine oder mehr Ionenaustauschsäulen geleitet wird.

Vor der chromatographischen Behandlung der kombinierten Mutterlösung

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und Waschflüssigkeiten mit Ionenaustauschharz ist es im allgemeinen vorteilhaft, die bei der Rohkristallisierung des Xylits gebildeten Galaktitmikrokristalle aus der Lösung durch Zentrifugieren, Sedimentieren oder Filtern zu entfernen. Diese Mikrokristalle sind so klein, dass sie beim Waschen der Rohkristalle des Xylits von den Xylitkristallen in die Mutterlösung abgewaschen wenden.

Früher hat man entdeckt, dass die Polyole in einer unterschiedlichen Reihenfolge von einem Harz in der Erdalkalimetallform und von einem Harz in der Al - oder Fe"" -Form fraktioniert oder eluiert wenden. Bei paralleler Verwendung von zwei Säulen, die mit Harzen in unterschiedlichen Kationenformen gefüllt sind, ist es möglich eine kombinierte xylitreiche Fraktion zu erhalten, bei welcher der Galaktit- und Mannitgehalt wie auch der Sorbitgehalt gutheissbar niedrig sind. Das Harz in der Erdalkaliform entfernt einen grossen Teil von anderen Polyolen, z.B. Arabinit und Mannit, während das Harz in der Al - oder Fe -Form den Hauptteil des Sorbits entfernt. Inderrm ungefähr gleich grosse Mengen von Zufuhrlösung nebeneinander in die Säulen von beiden Typen zugeführt und die aus den Säulen erhaltenen Eluate kombiniert wenden, erhält man für die nachfolgende Kristallisierung gutheissbar reine Xylitlösung.

Wenn die Säulen von diesen Typen nacheinander geschaltet sind, ist die Reinigung leistungsfähiger aber die eluierten Lösungen sind schwächer, was die der Verdampfung zusätzliche Kosten veranlässt. Es ist gefunden worden, dass eine Reinigung mit dem nebeneinander geschaltenen System im allgemeinen vorteilhafter ist; dies hängt aber von der Zusamnensetzung der als Rohstoff verwendeten Polyolmischung ab, und in einigen Fällen erhält man mit nacheinander geschalteten Säulen ein wirtschaftlich vorteilhafteres Ergebnis.

Die nach dem Fraktionierungsprozess erhaltene xylitreiche Fraktion wird in die Rohkristallisierungsstufe zurückgeführt. Die Zwischenfraktionen wenden wieder zur Umfraktionierung geführt, und die restlichen unreinen Fraktionen werden zu einer Polyolnebenproduktmischung kombiniert, die verworfen wenden kann oder die vorteilhaft als Tierfutter oder als eine Kohlenhydratquelle in der Fermentations-Industrie verwendet wind.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist es möglich, 96 bis

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98 \ vom in der Ursprunglichen Polyolmischung enthaltenen Xylit als kristallinischer Xylit von pharmazeutischer Qualität zu gewinnen. Der Reinheitsgrad der Xylitkristalle ist höher als 99,5 % und ihr Galaktitgehalt weniger als 0,2 %.

Erklärung zu den Zeichnungen

Die Erfindung wird mit Hilfe der nachstehenden Zeichnungen näher beschrieben:

Figur 1 ist ein Laufdiagrarrm, das das früher bekannte Verfahren generell darstellt.

Figur 2 ist ein Laufdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Figur 3 ist ein Laufdiagrarrm, das eine alternative Form des Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung darstellt.

Figur 4 ist eine graphische Darstellung der Fraktionierung der Polyolmischung mit einem Harz in der Sr -Form.

Figur 5 ist eine graphische Darstellung der Fraktionierung der Polyolmischung mit einem Harz in der Al -Form.

Das Laufdiagramm der Figur 1, das die Fraktionierung der Polyolmischung mit dem bekannten Verfahren darstellt, weist Probenentnahmestellen 1 bis 13 auf. Die entsprechende Materialanalyse für jede Probenentnahmestelle ist in Tabelle 1 angegeben.

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Tabelle Beispiel für dl· Metwialbalance des in Figur 1 dargestellten bekannten Verfahrens für die Herstellung von Xylit

ο co ο»

No	Gehalt	Gieamt-	H₂Q	xy	Zusammensetzung^ kg	ga	so	ma	andere	xy	Zusammensetzung, %	ga	so	-	16	ma	andsca
1	g/100 g	• ta·.kg		76	ar	4.0	5.5	6.5	2.5	76	ar	4.0	5.5	13	6.5	2.5
2	50	100	100	13	5.5	1.1	2.5	0.2	0.3	73	5.5	5.9	14	6.8	1.3	1.8
3	S.O	1Θ	205	89	0.8	5.0	B.O	6.7	2.8	76	4.3	4.3	6.8	5.7	2.4
4	24	118	373	6.0	6.3	2.0	0.7	5.9	2.1	28	5.3	9.3	3.1	27	9.7
5	3.9	22	534	61	5.0	1.1	5.4	0.1	0.2	90	23	1.7	7.9	0.1	0.3
6	8.5	68	732	22	0.2	1.9	1.9	0.7	0.5	78	0.3	6.7	6.θ	2.6	1.9
7	13	28	168	40	1.0	1.0	2.3	0.2	1.1	67	3.7	2.1	5.1	0.4	2.3
a	6.0	46	722	4.5	1.7	2.0	4.θ	0.6	0.4	35	3.7	15	38	4.5	3.2
9	2.5	13	500	10	0.5	4.0	5.5	6.5	2.5	30	3.9	12	16	19	7.3
10	3.2-65	34	1034	66	5.5	-	-	-		100	16
11	100	66	-	35	-	2.1	7.8	0.3	1.3	73		4.3	0.5	2.6
fz	75	49	16	57	1.9	4.0	10	1.0	1.8	75	4.0	5.2	1.3	2.3
13	24	77	243	101	3.0	2.1	7.7	0.3	1.3	88	3.9	1.8	0.2	1.1
73 - 90	114	13	1.9			1.7

Die Nurmem in der Nto-Spalte beziehen sich auf Probenentnahmeatellan in Figur

ts. ■ Trockensubstanz

xy	- Xylit
ar	= Arabinit
&^a	- Galaktit
80	- Sorbit
ma	= Mannit

In das bekannte Verfahren beschreibenden Laufdiagrarrm in Figur 1 haben die Nunnmern 101 bis 111 die folgenden Bedeutungen: 101 gereinigtes Hydrolysat, 102 Hydrierung, 103 Zusatz von Wasser (68 kg), 104 chromatographische Trennung mit dem Harz in der Sr -Form, 105 Verdampfung von Wasser (1441 kg), 106 Kristallisierung, 107 Xylit, 108 Zusatz von Wasser (39 kg), 109 chromatographische Trennung (Harz in der Al -Form), 110 Polyolmischung, 111 Verdampfung von Wasser (1016 kg).

Im bekannten Verfahren wird die unreine Polyollösung, deren Zusammensetzung in der Probenentnahmestelle 3 der Tabelle 1 angegeben ist und die 76 % Xylit enthält, chromatographisch mit einem Ionenaustauschharz in der Sr -Form fraktioniert, welches Harz mit 3,5 % von Divinylbenzol vernetzt ist. Dabei werden drei Fraktionen gewonnen, von welchen die letzte, Probenentnahmestelle 5, 90 % Xylit, verhältnismässig viel Sorbit aber nur wenig anderer Polyole enthält. Diese Fraktion wird zur Kristallisierungsstufe geführt. Die erste die Säule verlassende Fraktion, Probenentnahmestelle 4, enthält wenig Xylit und viel anderer Polyole, wie Mannit und Arabinit. Diese Fraktion wird aus dem System als Polyolmischungsnebenprodukt entfernt, Probenentnahmestelle 9.

Die mittlere Fraktion der ersten Fraktionierung, Probenentnahmestelle 6, wird mit der Mutterlösung der Kristallisierung, Probenentnahmestelle 11, kombiniert, und die kombinierten Flüssigkeiten wenden mittels einer mit Harz in der Al -Form gefüllten Säule fraktioniert, wobei eine xylitreiche Fraktion, Probenentnahmestelle 7, erhalten wird, aus welcher mehr Xylit kristallisiert wenden kann.

In der Probenentnahmestelle 13 entn'ält die Fraktion 88 % Xylit, deren Sorbitgehalt verhältnismässig hoch ist und der Gehalt von den meisten anderen Polyolen niedrig ist.

Die Fraktion der Probenebtnahmestelle 8, deren Xylitgehalt niedrig ist und der Gehalt von anderen Polyolen hoch ist, wird mit der aus dem System zu entfernenden Strom, Probenentnahmestelle 4, kombiniert und als Polyolmischungsnebenprodukt, Probenentnahmestelle 9, entfernt.

Die Fraktion mit hohem Xylitgehalt, Probenentnahmestelle 2, wind zurückgeleitet und mit dem Zufuhrstrom des Rohmaterials gemischt und erneut durch die erste Chromatographiesäule geführt, die Harz in der Sr -Form enthält.

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flit dem oben beschriebenen bekannten Verfahren ist es möglich, Θ7 % vom in der rohen Zufuhrlösung enthaltenen Xylit als ein Erzeugnis der pharmazeutischen Qualität zu gewinnen. Jedoch sind die aus den Chromatographiesäulen eluierten Lösungen verhältnismässig schwach und veranlassen somit eine Erhöhung der Verdampfungskosten. Für jedes erhaltenes Xylitkilograrrm beträgt die zu verdampfende Gesamtmenge von Wasser 36 bis 3Θ kg.

Gemäss dem vorliegenden verbesserten Verfahren wird der grösste Teil des Xylits aus der Lösung in den Rohkristallisierungs- und Umkristallisierungsstufen entfernt. Ausserdem wird der Hauptteil des Galaktits aus der bei der Rohkristallisierung erhaltenen Mutterlösung mittels Zentrifugierung oder Sedimentierung entfernt. Die Menge der übrig gebliebenen Verunreinigungen in der Mutterlösung kann bei der Fraktionierung mit parallelen Ionenaustauschsäulen wesentlich reduziert werden. Im vorliegenden Verfahren mat die Menge des dem Prozess hinzugesetzten Wassers, das daraus durch Verdampfung entfernt werden muss, abgenommen. Ausserdem sind die Ankaufskosten der Apparatur niedriger, denn, obwohl eine grössere Kristallisatorkapazität erforderlich ist, hat der Bedarf an Kapazität für chromatographische Fraktionierung gleichzeitig abgenorrmen.

Die vorliegende Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen näher beschrieben.

Beispiel 1

Ein Birkenhemizellulosenhydrolysat reich an Xylose wurde mit dem herkömmlichen Entionisierungs- und Entfärbungsverfahren neutralisiert und gereinigt. Das gereinigte Hydrolysat wies die folgende Zusammensetzung auf:

Xylose 76 % von der Gesamtzuckermenge

Arabinose 5 % - " -

Mannose 7 % - " -

Galaktose 4 % - " -

Glukose 6 % - " -

andere 2 % "

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Das gereinigte Hydrolysat wurde unter Verwendung eines Raney-

IMickelkatalysators hydriert. Die Hydrierungstemperatur war 13O⁰C

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und der Druck des Wasserstoffs 40 kg/cm . Die Zusammensetzung der hydrierten Lösung wird in der Probenentnahmestelle 1 der Tabelle 2 angegeben.

Aus der hydrierten Rohxylitlösung wurde der Xylit durch Verdampfen der Lösung bei 65 C bis 92 Gewichtsprozent Trockensubstanz kristallisiert. In die Lösung wurden 0,02 Gewichtsprozent Xylitkristalle geimpft, und die Lösung wurde auf 35 C gekühlt. Die Kristallisierung wurde in einem gewöhnlichen, mit einem Rührer versehenen Kristallisator vorgenommen. Aus dem in der Lösung enthaltenen Xylit wurden 70 % als Rohkristalle kristallisiert, welche aus der Mutterlösung in einer Korbzentrifuge getrennt wurden. Der in diesem Beispiel und in den übrigen Beispielen der Anmeldung verwendete Apparat war, falls nichts anderes genannt wird, vom Variable-Speed Batch Automatic Centrifugal Filter Typus, der im Werke Chemical Engineering Deskbook, February 15,1971, beschrieben ist.

Der Reinheitsgrad der Rohkristalle betrug 94 %, und sie enthielten 0,8 % Galaktit und rund 5 % anderen Polyole. Die Rohkristalle wurden in Wasser zu einer Lösung von 60 Gewichtsprozent gelöst und umkristallisiert. Der Xylitgehalt der Lösung war 94 % von der Trockensubstanz, und die Lösung wurde zu einem Trockensubstanzgehalt von 88 % verdampft. Am Anfang der Kristallisierung war die Temperatur 60 C. In die Lösung wurden 0,02 % Impfkristalle geimpft, und die Lösung wurde auf 30 C gekühlt. Die Kristallisierung wurde in einem gewöhnlichen, mit einem Rührer versehenen Kristallisator vorgenommen. Die Kristalle wurden mittels Zentrifugierung getrennt, und die Xylitausbeute betrug 65 Vreiner Kristalle.

Das Verfahren gemäss diesem Beispiel wurde gemäss dem in Figur 2 dargestellten Laufdiagrarrm ausgeführt. Die Nummern 201 bis 217 bezeichnen die verschiedenen Stufen des Prozesses wie folgt: 201 gereinigtes Hydrolysat, 202 Hydrierung, 203 Zusatz von Wasser (1135 kg), 204 erste Kristallisierung (Rohkristallisierung) 205 Zusatz von Wasser (54 kg), 206 zweite Kristallisierung (Umkristallisierung), 207 Verdampfung von Wasser (51 kg), 20Θ Zusatz von Wasser (17 kg), 209 Xylit, 210 Zusatz

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von Wasser (50 kg), 211 Entfernung des Galaktits, 212 Galaktit, 213 Zusatz von Wasser (4 kg), 214 chromatographische Trennung (Harz in der Sr -Form), 215 chromatographische Trennung (Harz in der Al -Form), 216 Verdampfung von Wasser (622 kg), 217 Polyolmischung.

Die in Figur 2 vorgenorrmenden Analyseprobenentnahmestellen 1 bis 18 kommen als entsprechende Nurrmern in der Tabelle 2 vor.

Das gemäss dem Laufdiagrarrm der Figur 2 gereinigte Hydrolysat, Probenentnahmestelle 1, wurde nach der Hydrierung mit der von der Umkristallisierungsstufe (zweite Kristallisierung) erhaltenen Mutterlösung, Probenentnahmestelle 2, und mit der xylitreichen Rückflussfraktion, Probenentnahmestelle 3, kombiniert, welche eine Zufuhrlösung für die Rohkristallisierung bildeten. Die von der Rohkristallisierung erhaltene Mutterlösung und die Waschflüssigkeiten wurden nach der Entfernung des Galaktits, Probenentnahmestelle 9, in zwei parallele Flüssigkeitsströmungen eingeteilt, Probenentnahmeste11Φ 10 und 11. Die von beiden Säulen erhaltenen xylitreichen Fraktionen wurden kombiniert und in die Rohkristallisierung zurückgeführt, Probenentnahmestelle 3. Die Rückflussfraktionen, Probenentnahmestellen 17 und 14, wurden in entgegengesetzte Säulen zurückgeführt (kreuzweise Rückfluss) und die unreinen Fraktionen wurden kombiniert und aus dem System als Polyolmischungsnebenprodukt entfernt, Probenentnahmestelle 18.

Die Ausbeute des reinen Xylits war 96 % vom in der hydrierten Lösung enthaltenen Xylit.

Nach dem Trocknen der Kristalle ergaben die Kristalle die folgende Analyse:

Wasser (Karl Fisher - Verfahren) 0,07 % Asche (Leitungsvermögen) 0,001 %

Xylit 99,9 . % (Gas-Flüssigkeitschro

matographie-Analyse

Sorbit 0,1 %

Galaktit 0,0 %

Mannit 0,0 %

Arabinit 0,0 %

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Der Reinheitsgrad der Xylitkristalle betrug mehr als 99,5 %, und ihr Galaktitgehalt war niedriger als 0,2 %.

Bei der Rohkristallisierung wunde der grösste Teil des in der Lösung enthaltenen Galaktits als Mikrokristalle kristallisiert, welche durch die Zentrifugenkörbe abgewaschen wurden und in die Mutterlösung gelangten. Die Galaktitmikrokristalle wurden aus dem Sirup mittels Zentrifugierung in einer Sedimentationszentrifuge (Alfa-Laval^Separator, Modell BRPX 309S, Hersteller: Alfa-Laval DeLaval Group, Schweden) getrennt. Der Sirup wunde dann in zwei Teile eingestellt und in parallelen Chromatographiesäulen fraktioniert, welche Säulen mit mittels Divinylbenzol vernetzten Polystyrensulphonatharz gefüllt waren. In der einen Säule war das Harz in der Al -Form und in der anderen Säule in der Sr -Form.

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Tabelle

Materialbalance der Xylitherstellung des Beispiels

No	Gehalt	Gesamt-	H₂O *g	2	xy	Zusarrmensetzung,	ga	so	kg	andere	Zusammensetzung, %	xy	ar	-	ga	54	so	ma	anrlPTNa
1	g/100 g	ts., kg	100	67	76	ar	4.0	5.5	ma	2.5	76	5.5	4.9	4.0	3.3	5.5	,6.5	2.5
2	50	100	23	94	45	5.5	1.0	2.7	6.5	0.6	85	3.8	10	1.9	3.6	5.1	3.0	1.1
3	70	53	1051	242	48	2.0	1.4	16.5	1.6	2.9	64.5	6.3	11	1.9	4.8	22	1.2	3.9
4	6.6	74	21	418	169	4.7	6.4	25	0.9	6.0	74	5.4	13.5	2.8	11.5	11	4.0	2.6
5	92	227	2	496	118	12	1.0	2.7	9.0	0.6	94	1.6	14	0.8	1.5	2.1	1.3	0.5
6	100-70	126	19	53	51	2.0	5.4	22	1.6	5.4	50	10	13	5.3	7.1	22	7.3	5.3
7	84-60	101	-	216	73	10	-	-	7.4	-	100	18	-	2.2	_	_	_
8	100	73	553	1.0	-	2.2	0.5	-	-	24	38	2.2	12	4.9	_
9	65	4.1	212	50	0.2	3.2	21.5	0.2	5.4	51	1.2	8.8	22	7.4	5.5
10	59	97	634	31.5	IO	2.3	15	7.2	3.6	49	23	8.3	23	7.6	5.6
11	28	64		24.5	7.0	2.5	10.5	4.9	3.5	47	23	20	8.2	6.7
12	18	52	1.8	7.1	1.6	4.9	4.3	0.6	13	35	22	4.3
13	3.3	14	21	1.9	0.5	3.9	3.1	2.5	64	12	2.1	7.6
14	6.2	33	1.7	4.2	0.4	1.7	0.7	0.3	30	30	8.9	5.4
15	9.6 -	5.6	0.2	1.0	0.2	0.1	0.5	1.9	2.2	1.1	36	21
16	4.0	9.0	27	3.4	0.9	13	3.2	0.4	65	30	0.5	1.0
17	7.0	42	4.3	0.5	1.2	2.1	0.2	1.3	32	16	11	9.6
18	6.0	13.5	2.0	3.1	1.9	5.0	1.5	2.5	8.7	22	27	11
3.5-65	23	5.3	6.3

Die Nurmiem in der N:o-Spalte beziehen sich auf Probenentnahmestellen in Figur 2

xy =	Xylit
ar =	Arabinit
ga =	Galaktit
so =	Sorbit
ma =	Mannit

Beispiel 2

Das gereinigte Hemizellulosenhydrolysat wurde in derselben Weise wie im Beispiel 1 hydriert. Aus der Lösung wurde Rohxylit kristallisiert, die Kristalle wurden gelöst und Umkristallisiert, wobei reiner Xylit ebenso wie im Beispiel 1 erhalten wurde. Aus der Mutterlösung wurde Galaktit entfernt wie im Beispiel 1. Der Sirup wurde dann in zwei parallele Chromatographiesäulen geleitet, die von derselben Art waren wie im Beispiel 1. Die xylitreichen Fraktionen aus beiden Säulen, Probenentnahmestellen 13 und 16, wurden kombiniert und zurück zur Rohkristallisierung gebracht. Die Rückflussfraktionen aus beiden Säulen, Probenentnahmestellen 14 und 17, wurden kombiniert und dem Sirup zugeführt, von welchem der Galaktit entfernt worden war. Die unreinen Fraktionen, Probenentnahmestellen 12 und 15, wurden kombiniert und aus dem System als Polyolmischungsnebenprodukt, Probenentnahmestelle 19, entfernt.

Das Verfahren ist in Figur 3 dargestellt worden. Die entsprechende Materialbalance wird in der nachstehenden Tabelle 3 gegeben.

Die Ausbeute des reinen Xylits war 96 %. Die reinen Xylitkristalle enthielten mehr als 99,5 % Xylit und weniger als 0,2 % Galaktit.

Nurrmern 301-316 in Figur 3 bezeichnen folgendes: 301 gereinigtes Hydrolysat, 302 Hydrierung, 303 Verdampfung von Wasser (1148 kg), 304 erste Kristallisierung (Rohkristallisierung), 305 Zusatz von Wasser (52 kg), 306 zweite Kristallisierung (Umkristallisierung), 307 Verdampfung von Wasser (49 kg), 3OB Zusatz von Wasser (18 kg), 309 Xylit, 310 Zusatz von Wasser (50 kg), 311 Entfernung des Galaktits, 312 Galaktit, 313 chromatographische Trennung (Harz in der Sr -Form), 314 chromatographische Trennung (Harz in der Al -Form), 315 Verdampfung von Wasser (598 kg), 316 Polyolmischung.

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Tabelle Materialbalance der Xylitherstellung des Beispiels

No	Gehalt	Gesamt-	kg	xy	2.0	51	Zusammensetzung, I	ga	so	ma	andere	Zusanrmensetzune. \	5.5	ga	55	so	-	12	ma	andere
1	g/100 g	*te, kg**	100	76	68	73	ar	4.0	5.5	6.5	2.5	xy ar	3.4	4.0	3.5	5.5	24	'6.5	2.5
2	50	100	23	45	226	1.0	5.5	1.1	2.9	1.6	0.5	76	5.1	2.1	4.6	5.5	23	3.0	0.9
3	70	53	1047	48	149	50	1.8	1.7	18	0.8	2.3	85	4.8	2.3	4.7	24	23	1.1	3.1
4	6.7	75	22	169	346	35	3.8	6.7	26	8.9	5.4	64	1.4	3.0	13	11.5	41.5	3.9	2.4
5	92	227		2-54 118	458	23	11	1.1	2.9	1.6	0.5	74	9.2	0.9	1.3	2.3	16	1.3	0.4
6	-70	126	20-70	49	1.8	1.8	5.7	23.5	7.3	4.8	94	-	5.6	5.9	23	33	7.2	4.7
7	84-60	102	-	264	19	9.3	-	-	-	-	50	4.8	-	1.8	0.9	-	-
8	100	73	589	1.8	-	2.3	0.5	0.2	-	100	9.3	29	30	4.8	-
9.	65	4.2	258	0.2	0.2	3.4	23	7.1	4.8	24	11	11	14	7.3	4.9
10	59	97	307	29	9.1	3.3	16	5.2	3.9	51	11	9.7	18	7.2	5.4
11	25	72	610-12	6.2	8.1	2.2	11	3.4	2.6	49	13	7.5	22	7.2	5.5
12	25	47	8.0	5.4	1.5	4.9	1.7	0.4	49	11		14	3.4
13	3.3	12	2.0	1.5	0.4	4.8	0.6	1.9	15	14	2.0	6.3
14	6.2	30	3.2	0.3	1.7	0.3	0.3	64	34.5	5.9	5.9
15	9.5	5.1	0.7	0.2	0.1	4.6	2.1	35	1.4	42	19
16	4.0	11	3.8	1.3	13	0.2	0.4	1.8	22	0.5	0.9
17	7.0	44	0.6	1.8	2.3	1.2	1.4	65	20	7.2	6.4
18	6*0	17	3.7	2.1	4.0	1.5	1.7	37	23	6.9	7.8
19	E.6	22	4.4	1.7	5.0	6.3	2.5	37	28	11
3.6-65	23	5.3			8.8

Die Nurmern in der N:o-Spalte beziehen sich auf Probenentnahmestellen in Figur 3.

te. ■ Trockensubstanz

xy = Xylit ar = Arabinit ga = Galaktit so = Sorbit ma = Mannit

• U.

Das Beispiel 3 beleuchtet näher die chromatographische Fraktionierung mit einer Säule in der Al -Form und das Beispiel 4 die Behandlung mit einer Säule in der Sr -Form. Die Figuren 5 und 4 entsprechen

•V^s"

diesen Beispielen. Figur 4 stellt die Chromatographierung mit einer Säule in der Sr -Form dar und Figur 5 entsprechenderweise mit einer Säule in der Al -Form. Die Abkürzungen in den Figuren 4 ucn 5 bezeichnen

folgendes:	Trockensubstanzgehalt
se =	Xylit
xy =	Arabinit
ar =	Galaktit
ga "	Sorbit
so =	Mannit
ma =	andere.
ot =
Beispiel 3

Das gereinigte Hemizellulosenhydrolysat wurde in derselben Weise wie im Beispiel 1 hydriert. In liebereinstirrmung mit dem Beispiel 1 wurde aus der Lösung der Rohxylit kristallisiert, die Kristalle wurden gelöst und der reine Xylit wurde durch Umkristallisierung erhalten. Die Mutterlösung der Rohkristallisierung und die Waschflüssigkeiten wurden kombiniert und der Säule in der Al -Form zugeführt. Im Versuch wurde eine Chromatographiesäule verwendet, deren Durchmesser 22,5 cm und Höhe 5 m waren. Die Säule war mit einem sulphonierten Polystyrolharz in der Al "Form

gefüllt, welches Harz mit 3 bis 4% von UivinyiDenzol vernetzt war.Die Temperäur war 55^UC. Die durchschnittliche Korngrösse des Harzes war 0,36 rtm.

Die Lösung wurde dem oberen Teil der Säule mit einer Geschwindigkeit von

0,0148 m /h zugeführt. In dieser Weise wurde der Säule 3 kg von Trockensubstanz in der Form einer Wasserlösung, die 25 g/100 g Trockensubstanz enthielt, zugeführt. Die Zusarrmensetzung der Zufuhrlösung war die folgendem

Xylit	52 \
Arabinit	10 %
Galaktit	7 %
Sorbit	14 %
Mannit	13 %
andere	4 %.

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Die Eluierung wurde mit Wasser ausgeführt. Die Trennung der Polyole mird mittels der Kurven in Fig. 5 dargestellt. Drei Fraktionen wurden gesammelt. Die Erste Fraktion wurde im Laufe vom 70 Minuten von Beginn gesanrmelt und bestand aus einem Polyolmischungsnebenprodukt, das aus dem System entfernt wurde. Zum Sammeln der zweiten Fraktion, der Rückflussfraktion, verliefen die nächsten 25 Minuten. Dieses Material wurde zu einer früheren Stelle des Prozesses zurückgebracht, z.B. wurde mit der Mutterlösung der nächsten Rohkristallisierung kombiniert. Die dritte Fraktion, die Kristallisierungsfraktion, d.h. Produktfraktion, wurde im Laufe der nächsten 65 Minuten gesammelt, und ihr Xylitgehalt war hoch und Sorbitgehalt ziemlich niedrig, wie aus Figur 5 ersichtlich ist. Diese Fraktion wurde mit der zur Rohkristallisierung geführten Xylitlösung kombiniert, wie in den Beispielen 1 und 2 oben beschrieben wurde.

In der nachstehenden Tabelle sind die Analysen von diesen drei Fraktionen zusammengestellt:

Die Verteilung der Zucker (% von der Gesamtmenge) war die folgende:

Produkt- Rückfluss- Entfernungsfraktion fraktion fraktion

Xylit	91 %	6 %	3 %
Arabinit	73 %	14 %	13 %
Galaktit	40 %	21 %	39 %
Sorbit	50 %	20 %	30 \
Mannit	28 %	21 %	51 %
Andere	82 %	9 \	9 %

Die Zusarrmensetzung der Fraktionen (% von der Trockensubstanz) war die folgende:

Produkt- Rückfluss- Entfernungsfraktion fraktion fraktion

Xylit	67 %	25 %	19,5 %
Arabinit	10 %	12,5 %	8 %
Galaktit	4 %	12.5 %	16 %
Sorbit	10 %	24 %	25,5 %
Mannit	5 %	23 %	39 %
andere	4 %	3 %	2 %

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3*-

Gesamtgehalt der Fraktionen (g/1000 ml)

Produkt- Rückfluss- Entfernungsfraktion fraktion fraktion

102 g/l 90 g/l 26 g/l

Beispiel 4

Das gereinigte Hemizellulosenhydrolysat wurde in derselben Weise wie im Beispiel 1 hydriert. In Uebereinstirrmung mit dem Beispiel 1 wurde aus der Lösung Rohxylit kristallisiert, die Kristalle wurden gelöst, und der reine Xylit wurde durch Umkristallisierung erhalten.

Die Mutterlösung der Rohkristallisierung und die Waschflüssigkeiten wurden kombiniert und einer Chromatographiesäule in der Sr Form zugeführt. Die im Versuch verwendete Säule hatte einen Durchmesser von 22,5 cm und eine Höhe von 3,5 m. Die Säule war mit einem sulphonierten Polystyrolharz in der Sr -Form gefüllt, welches Harz mit 3 bis 4 % von Divinylbenzol vernetzt war. Die durchschnittliche Grosse der Harzpartikeln war 0,4 rrm. Die Temperatur war 55 C. Die Lösung wurde dem oberen Teil der Säule mit einer Geschwindigkeit von 0,0279 m /h zugeführt. Mit dieser Geschwindigkeit wunde der Säule 3 kg von Trockensubstanz in der Form einer Wasserlösung, die 23 g/100 g Trockensubstanz enthielt, zugeführt. Die Zusammensetzung der Zufuhrlösung war die folgende:

Xylit	51
Arabinit	13
Galaktit	5
Sorbit	12
Mannit	13
andere	6

Die Eliierung wurde mit Wasser ausgeführt. Die Trennung der Polyole wird in der Figur 4 dargestellt. Drei Fraktionen wurden gesammelt. Die erste, die Entfernungsfraktion, wurde im Laufe von 50 Minuten vom Anfang gesarrmelt und bestand aus einem eine Polyolmischung enthaltenden Nebenprodukt, das aus dem System entfernt wurde. Die zweite, d.h.Rückflussfraktion,

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wurde im Laufe der nächsten 10 Minuten erhalten, und dieses Material wurde zum Prozess z.B. zur Mutterlösung der nächsten Rohkristallisierung zurückgeführt. Die dritte Fraktion, die Produktfraktion, wurde im Laufe der letzten 70 Minuten gesammelt. Ihr Xylitgehalt war hoch und Sorbitgehalt verhältnismässig niedrig, wie aus Figur 4 ersichtlich ist. Diese Fraktion wurde mit der zur Rohkristallisierung bestimmten Lösung kombiniert, wie in den obigen Beispielen 1 und 2 beschrieben worden ist.

In der nachstehenden Tabelle sind die Analysen von diesen Fraktionen zusammengestellt.

Die Verteilung der Zucker (% von der Gesamtmenge) war die folgende:

	Produkt- fraktion	,5 %	Ruckfluss fraktion	Entfernungs fraktion
Xylit	84,	%	15 %	0,5 %
Arabinit	7	,5 %	43 %	50 %
Galaktit	38,	O O	51,5 %	10 %
Sorbit	87	,5 %	13 %	<0,5 %
Mannit	3,		29,5 %	67 %
andere	11	36 %	53 \

Die Zusammensetzung der Fraktionen (% von der Trocken substanz) war die folgende:

	Produkt fraktion	Rückfluss- fraktion	Entfernungs fraktion
Xylit	75 %	33 %	1,5 %
Arabinit	2 %	25 %	35 %
Galaktit	3 %	10 %	2,5 %
Sorbit	12 %	7 %	<0,5 %
Mannit	1 %	4 %	45 %
andere	1 %	1 %	16 %
Gesamtgehalt der	Fraktionen	(g/1000 ml)
	Rückfluss fraktion	Entfernungs fraktion
Produkt- fraktion

49 g/l 69 g/l 22 g/l

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23-

Aus den Beispielen 3 und 4 geht deutlich hervor, dass die verschiedenen Chromatographiekolonnen Polyole in verschiedenen Weisen trennen. Dieser Unterschied ist im Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung benutzt worden, und zwar zur Verbesserung der Reinigung und zur Erhöhung der Ausbeute. Es ist vorteilhaft, die zu trennenden Lösungen in zwei parallele Flüssigkeitsströmungen einzuteilen, von denen die eine der Säule der Al -Form und die andere der Säule der Sr -Form zugeführt wird. Die Trennleistung ist selbverständlich besser bei nacheinander geschalteten Säulen, aber nebeneinander geschaltete Säulen sind vom Gesichtspunkt der kleineren Verdünnung der Lösungen günstiger.

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Leer

Claims

Patentansprüche:

ζ lytin Verfahren zur Herstellung von kristallinischem Xylit pharmazeutischer Qualität aus einer Xylit und andere Polyole enthaltenden Wasserlösung, dadurch gekennzeichnet , dass

a) an der Polyollösung eine Rohkristallisierung des Xylits vorgenommen wird, wobei der grösste Teil des in der Lösung enthaltenen Xylits kristallisiert wird und eine Mutterlosung übrig bleibt,

b) die Hohkristalle aus der Mutterlösung getrennt werden,

c) die Rohkristalle in Wasser gelost wenden, der Xylit aus der Lösung als sehr reine Kristalle umkristallisiert wird und eine Mutterlösung übrig bleibt, und

d) au· den Mutterlösungen der Rohkristallisierung und der Umkristallisierung der darin gebliebene Xylit gewonnen wird, indem wenigstens an einem Teil dieser Flüssigkeiten eine chromatographische Fraktionierung vorgenommen wird.

2. Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze i c h η e t, dass die Fraktionierungsstufe (d) unter Verwendung einer Chromatographiesäule ausgeführt wird, die ein sulphoniertes kationisches Polystyrol-Ionenaustauschharz enthält, das mit Divinylbenzol vernetzt ist.

3. Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktionierung in der Stufe (d) unter Verwendung von wenigstens zwei Chromatographiesäulen ausgeführt wird, die ein kationisches Polystyrol-Ionenaustauschharz enthalten, das mit Divinylbenzol vernetzt ist, wobei das von der einen Säule enthaltene Harz in einer Erdalkalimetallform ist und das von der anderen Säule enthaltene Harz in der Al - oder Fe⁺⁺⁺-Form ist.

4. Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens- zwei von den Chromatographiesäulen nacheinander geschaltet sind und dass die zu fraktionierende Zufuhrlösung erst durch die eine und dann durch die andere Säule geführt wird.

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ORIGINAL INSPECTED

5.Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei von den Chromatographiesäulen nebeneinander geschaltet sind und dass die zu fraktionierende Lösung verteilt wird, wobei ein Teil der Lösung durch die eine Säule und ein Teil durch die andere Säule geleitet wird und die von jeder Säule erhaltenen entsprechenden Fraktionen nach der Fraktionierung kombiniert wenden.

B. Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Stufe (b) erhaltenen Xylitkristalle zur Entfernung der an ihrer oberfläche haftenden Galaktitmikrokristalle gewaschen und zentrifugiert wenden und dass aus den von den Kristallisierungen erhaltenen Mutterlösungen und von den Waschlösungen die Galaktitmikrokristalle getrennt wenden, bevor die Flüssigkeiten zur chromatographischen Fraktionierung geführt wenden.

7. Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 1 zur Herstellung eines kristallinischen Xylits pharmazeutischer Qualität, die weniger als 0,2 Gewichtsprozent Galaktit enthält, dadurch gekennzeichnet, dass

a) ein pentosenreiches Hemizellulosenhydrolysat hergestellt wird,

b) das Hydrolysat durch Entfernung der darin suspendierten Feststoffe, der anorganischen Salze und des Hauptteiles der organischen Verunreinigungen und Farbstoffe gereinigt wird,

c) das gereinigte Hydrolysat hydriert wind, wobei eine Lösung erhalten wird, die 60 bis 86 Gewichtsprozent von der Trockensubstanz Xylit

und andere Polyols enthält,

d) an der Polyollösung Rohkristallisierung ausgeführt wird, wobei dir grösste Teil des in der Lösung enthaltenen Xylits kristallisiert wird und eine Mutterlösung übrig bleibt,

e) die Rohkrostalle uas der Mutterlösung getrennt wenden,

f) die Rohkristalle in Wasser gelöst wenden und der Xylit aus der Lösung als sehr reiner kristallinischer Xylit umkristallisiert wird, und eine Mutterlosung übrig bleibt,

g) die Kristalle aus der Mutterlösung getrennt wenden.

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h) aus den Mutterlösungen der Rohkristallisierung und der Umkristallisierung der darin gebliebene Xylit gewonnen wird, indem wenigstens an einem Teil dieser Flüssigkeiten eine chromatographische Fraktionierung vorgenoronen wird.

Θ. Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus der in der Stufe (d) erhaltenen Mutterlösung der darin enthaltene Xylit gewonnen wird, indem i) die Galaktitkristalle aus der Mutterlösung entfernt werden, ii) die somit behandelte Mutterlösung einer Chromatographiesäule zugeführt wird, die katioriisches sulphoniertes Polystyrol-Ionenaustauschharz enthält, welches Harz mit Divinylbenzol vernetzt ist, wobei eine Polyolnebenproduktfraktion, eine Rückflussfraktion und eine xylitreiche Fraktion erhalten werden,

iii) die Polyolmischungsnebenproduktfraktion aus dem System entfernt wird,

iv) die Rückflussfraktion als ein Teile der der Chromatographiesäule zugeführten Lösung zurückgeführt wird,

v) die xylitreiche Fraktion zur Zufuhrlösung der Rohkristallisierungsstufe Cd) hinzugesetzt wird.

9. Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stufe (h)

i) aus den Mutterlösungen die Galaktitkristalle entfernt werden, ii) die somit behandelten Mutterlösungen in zwei Teile eingeteilt werdeng iii) der erste Teil der Chromatographiesäule zugeführt wird, die kationisches sulphoniertes Polystyrolharz enthält, das mit Divinylbenzol vernetzt und in einer Erdalhalimetallform ist, wobei drei Fraktionen erhalten werden: eine eine Polyolmischung enthaltende Nebenproduktfraktion, eine Rückflussfraktion und eine xylitreiche Fraktion, iv) der zweite Teil der Flüssigkeit der Chromatographiesäule zugeführt wird, die kationisches sulphoniertes Polystyrolharz enthält, das mit Divinylbenzol vernetzt und in der Al - oder Fe -Form ist, wobei drei Fraktionen! erhalten werden: eine eine Polyolmischung entahltende Nebenproduktfraktion, eine Rückflussfraktion und eine xylitreiche FBaktion,

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ν) die von den zwei Chromatographiesäulen erhaltenen entsprechenden

Fraktionen kombiniert wenden,

vi) die eine Polyolmischung enthaltende Nebenproduktfraktion aus dem

System entfernt wird,

vii) die Rückflussfraktion zur Zufuhrströmung der Chromatographiesäulen

zurück geführt wird,

viii) die xylitreiche Fraktion zur Zufuhrströmung der Rohkristallierung

zurück geführt wird,

10. Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Umkristallierung erhaltene Mutterlösung dem Prozess zurück in die zur Rohkristallisierung zuzuführende Lösung der Polyolmischung vor der Rohkristallisierungsstufe zugeführt wird.

11. Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

(i) die in der Stufe (b) erhaltenen Rohkristalle zur Entfernung der auf der Oberfläche der Kristalle befindlichen Galaktitmikrokristalle mit Wasser gewaschen werden,

(ii) das aus dem Waschen der Kristalle erhaltene Waschwasser gewonnen wird, und

(iii) aus der Mutterlösung der Rohkristallisierung und aus dem Kristallwaschwasser der Galaktit getrennt wird, worauf chromatographische Fraktionierung zum Trennen des Xylits ausgeführt wird.

12. Ein Verfahren gemäss dem Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutterlösung der Umkristallisierung dem Prozess wieder zugeführt wird, indem sie mit der zur Rohkristallisierung geführten Lösung der Polyolmischung gerade vor der Rohkristallisierungsstufe des Xylits kombiniert wird.

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